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癌细胞膜修饰纳米载药体系的构建及其在乳腺癌治疗中的应用

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中国药学杂志 2020年第13期55卷 1086-1093页

作者：张刘源高春晓夏桂民颜德岳陈莲珍袁伟马洁国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院/分子肿瘤学国家重点实验室北京100021 北京医院生物治疗中心/国家老年医学中心北京100730 中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所制剂室北京100050 上海交通大学化学化工学院金属基复合材料国家重点实验室上海200240 国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院药剂科北京100021

目的制备一种癌细胞膜修饰的仿生纳米靶向药物,并探讨其在乳腺癌治疗中的作用。方法采用薄膜水化法制备药物乳糖多柔比星包载多柔比星(lac-DOX/DOX),同时提取小鼠乳腺癌细胞4T1的细胞膜,通过超声法将细胞膜包覆在lac-DOX/DOX外面,制备出... 详细信息

目的制备一种癌细胞膜修饰的仿生纳米靶向药物,并探讨其在乳腺癌治疗中的作用。方法采用薄膜水化法制备药物乳糖多柔比星包载多柔比星(lac-DOX/DOX),同时提取小鼠乳腺癌细胞4T1的细胞膜,通过超声法将细胞膜包覆在lac-DOX/DOX外面,制备出lac-DOX/DOX@4T1m。测量其粒径、电位并通过透射电子显微镜观察lac-DOX/DOX@4T1m的形貌;通过凝胶电泳对4T1细胞膜上蛋白质成分进行分析;通过体外细胞摄取实验和小动物活体成像实验评价药物在体内外对同源癌细胞的靶向性;构建4T1荷瘤Balb/c小鼠模型,对lac-DOX/DOX@4T1的抗肿瘤效果及生物安全性做出评价。结果成功制备lac-DOX/DOX@4T1m仿生纳米药物,平均粒径为(204.8±13.0)nm,在电镜下呈规则球状结构,且蛋白质完好地保留在细胞膜表面;细胞摄取实验和小动物活体成像实验结果显示,lac-DOX/DOX@4T1m对4T1细胞有靶向性;药效实验结果显示,lac-DOX/DOX@4T1m能更有效地抑制肿瘤生长,同时对肝功能的损伤显著降低。结论本实验成功制备了一种仿生纳米药物,提高了对肿瘤的靶向性及治疗效果,降低了多柔比星的毒副作用,提高了用药安全性。

关键词：癌细胞膜多柔比星乳腺癌纳米胶束靶向性

脂肪酸多相脂质体与癌细胞膜相互作用的ESR谱研究

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生物化学与生物物理进展 2000年第3期27卷 296-300页

作者：孙润广张静王永昌 *** 西安交通大学理学院西安710049 陕西师范大学实验中心西安710062

用电子自旋共振 (ESR)技术对液晶态多烯脂肪酸多相脂质体与癌细胞膜相互作用进行了研究 .并探讨了其在抑制和杀伤癌细胞过程中可能具有的生物学意义 .实验发现 :油酸多相脂质体的影响使自旋标记物在Ec腹水肝癌细胞膜上的强固定化作用减... 详细信息

用电子自旋共振 (ESR)技术对液晶态多烯脂肪酸多相脂质体与癌细胞膜相互作用进行了研究 .并探讨了其在抑制和杀伤癌细胞过程中可能具有的生物学意义 .实验发现 :油酸多相脂质体的影响使自旋标记物在Ec腹水肝癌细胞膜上的强固定化作用减弱 ,弱固定化作用增强 ,使自旋标记物运动自由度增加 .亚油酸多相脂质体的影响使自旋标记物在乳腺癌细胞膜上的强固定化作用增强 ,弱固定化作用减弱 ,使自旋标记物运动自由度受到限制 .蓖麻酸多相脂质体的影响使自旋标记物在S180 实体瘤细胞膜上的强固定化作用增强 ,弱固定化作用减弱 ,使自旋标记物运动自由度受到限制 .结果表明。

关键词：脂质体多烯脂肪酸抗癌药物 ESR谱癌细胞膜

癌细胞膜靶向相变纳米分子探针研制及光声/超声双模态显像与光热治疗乳腺癌

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中国医学影像学杂志 2022年第1期30卷 1-7页

作者：唐芮胡雅琴何红叶林晓红万莉李攀重庆医科大学附属第二医院超声科重庆400010 重庆医科大学超声影像学研究所重庆400010 重庆市人民医院超声科重庆401121

目的制备一种癌细胞膜包被的相变纳米分子探针,观察其体外光声/超声双模态成像效果,并探讨其靶向同源乳腺癌细胞的能力及光热治疗(PTT)杀伤效果。材料与方法通过化学裂解和反复冻融提取乳腺癌4T1细胞膜(CCM),然后以双乳化法联合膜挤压... 详细信息

目的制备一种癌细胞膜包被的相变纳米分子探针,观察其体外光声/超声双模态成像效果,并探讨其靶向同源乳腺癌细胞的能力及光热治疗(PTT)杀伤效果。材料与方法通过化学裂解和反复冻融提取乳腺癌4T1细胞膜(CCM),然后以双乳化法联合膜挤压法制备CCM包被的同时携载全氟戊烷(PFP)和Fe_(3)O_(4)的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)相变分子探针(CPFP-NPs);考察CPFP-NPs基本表征,并研究其同源靶向乳腺癌细胞、光声成像及液气相变增强超声显像的能力;观察CPFPNPs在不同浓度及不同功率激光辐照时的光热性能;以AM/PI活死细胞染色法和流式细胞术评估其对乳腺癌细胞的PTT杀伤效果。结果成功制备纳米探针CPFP-NPs,呈球形“壳核”结构,大小均一,平均粒径为(237.17±2.60)nm,表面电位为(-19.50±0.27)mV;激光共聚焦显微镜下观察,纳米探针可靶向同源4T1细胞(靶向结合率达92.01%);CPFP-NPs在体外可增强光声成像,光声信号随纳米粒浓度升高而增强,经激光辐照后,CPFP-NPs发生相变并增强超声成像。CPFP-NPs联合激光辐照,对4T1细胞具有明显的光热杀伤效应,细胞凋亡率高达95.97%。结论研制了一种乳腺癌细胞膜包被的光声/超声双模态相变分子探针,该探针具有良好的靶向同源肿瘤的能力,并可以显著增强肿瘤双模态显像及PTT效果。

关键词：癌细胞膜分子探针液气相变双模态成像光热治疗超声检查乳腺肿瘤

亚油酸铂靶向脂质体与癌细胞膜相互作用的电子自旋共振研究

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有机化学 1995年第5期15卷 505-510页

作者：张静孙润广孙玉晴郝爱民陕西师范大学实验中心陕西西安710062

本文用马来酰亚胺自旋标记(MSL)技术研究了亚油酸铂靶向脂质体与肿瘤细胞膜的相互作用,以及它们对ESR谱的影响。亚油酸铂靶向脂质体的存在,使MSL的乳腺癌细胞膜和S_(180)实体瘤细胞膜的W和S的比值发生了变化,结果表明亚油酸铂可以作用... 详细信息

本文用马来酰亚胺自旋标记(MSL)技术研究了亚油酸铂靶向脂质体与肿瘤细胞膜的相互作用,以及它们对ESR谱的影响。亚油酸铂靶向脂质体的存在,使MSL的乳腺癌细胞膜和S_(180)实体瘤细胞膜的W和S的比值发生了变化,结果表明亚油酸铂可以作用于癌细胞膜影响膜蛋白巯基结合部位,并使癌细胞膜表面蛋白质构象改变。

关键词：亚油酸铂靶向脂质体乳腺癌抗癌药癌细胞膜

癌细胞膜包覆的二氧化锰纳米反应器的设计合成及生物应用

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癌细胞膜包覆的二氧化锰纳米反应器的设计合成及生物应用

作者：葛叶刚山东师范大学

学位级别：硕士

癌症,又称恶性肿瘤,是由正常细胞在一些非正常条件下发生突变引起的,正常细胞受到刺激形成具有非正常生物学特性的细胞,进而发展成肿瘤组织。癌症是严重威胁人类健康的致死性疾病。近年来,癌症的发病率逐年上升,已经发展成为人类的头号... 详细信息

癌症,又称恶性肿瘤,是由正常细胞在一些非正常条件下发生突变引起的,正常细胞受到刺激形成具有非正常生物学特性的细胞,进而发展成肿瘤组织。癌症是严重威胁人类健康的致死性疾病。近年来,癌症的发病率逐年上升,已经发展成为人类的头号杀手,如何有效地治愈癌症是现阶段医学领域的一大难题。当前越来越多的人在为治疗癌症努力奋斗,光动力学疗法(PDT)是一种新兴的癌症治疗方法,其原理是药物光敏剂通过吸收特定波长光的能量并传递给周围的分子产生诸如活性氧等的有毒物质,从而杀死癌细胞以治疗癌症。PDT有很多独特的优点,比如低全身毒性,缺乏起始抗性,并且没有侵入性等特点,正是因为这些优点,PDT已经成为了一种非常有前途的癌症治疗方法;放射治疗是临床上现有的成熟的治疗方案,是利用X射线、电子线等高能量的辐射直接杀死癌细胞或者产生活性氧间接杀死癌细胞,从而达到治疗癌症的目的。这些治疗方法对癌症的治疗产生了很深远的影响,并为人类的生命健康做出了巨大的贡献。光动力学疗法和放射疗法是通过和肿瘤部位的氧气分子反应产生活性氧物质杀死肿瘤细胞,众所周知,肿瘤部位是乏氧环境,因此会对光动力学疗法和放射疗法产生很大程度上的限制,因此越来越多的研究者致力于改善肿瘤部位的乏氧环境来增强癌症的治疗效果。肿瘤微环境中过氧化氢是过表达的,而二氧化锰能够催化过氧化氢产生氧气,因此,用基于二氧化锰的纳米复合物来改善肿瘤部位的乏氧环境已经成为研究热点。二氧化锰是一种重要的纳米材料,其在无机材料领域、电化学催化领域以及生物应用方面展现了广阔的应用前景,尤其是在生物应用方面,二氧化锰既能作为治疗剂用于癌症的治疗,又能作为核磁成像的造影剂用于诊断。目前已经报道的利用二氧化锰纳米材料来进行癌症治疗的策略在一定程度上增强了癌症的治疗效果,但是肿瘤微环境中的过氧化氢表达量有限,因此治疗效果提升不明显。因此,如何在肿瘤部位产生更多的氧气,更好的增强肿瘤的治疗效果,具有重要的研究意义。本论文基于二氧化锰、葡萄糖氧化酶、光敏剂Ce6、放疗增敏剂二氧化钛等设计合成了两种纳米反应器,用来改善肿瘤部位的乏氧环境,提高肿瘤的光动力学治疗以及放疗效果。具体包括以下两个方面的工作:1.设计合成了一种癌细胞膜包覆的二氧化锰纳米反应器用于光动力学结合饥饿治疗的协同治疗。首先,制备中空介孔的二氧化锰纳米颗粒(H-MnO2),然后将葡萄糖氧化酶(GOx)连接在其表面,在其内部装入光敏剂Ce6,然后再用癌细胞膜对纳米复合物进行包覆,得到具有同源靶向功能的纳米颗粒H-MnO2-GOx-Ce6@C。将纳米颗粒静脉注射入小鼠体内,MnO2会将癌细胞内过表达的H2O2转化为O2,促进GOx催化细胞内的葡萄糖转化为更多的H2O2,进而产生更多的O2。该纳米颗粒在肿瘤部位通过一系列的反应将肿瘤部位的葡萄糖转化为氧气,既切断了能量供应达到饥饿治疗的目的,又能在光照下产生更多的活性氧,从而增强了光动力学治疗效果。实验表明,这种光动力学治疗结合饥饿治疗的策略能够对癌细胞产生明显的杀伤作用,并且能够在小鼠治疗中取得良好的治疗效果,同时有效防止癌症的复发。2.设计合成了一种癌细胞膜包覆的TiO2/MnO2纳米反应器用于放疗结合饥饿治疗的协同治疗。在放疗增敏剂TiO2的表面包上一层二氧化锰,在其表面连接葡萄糖氧化酶(GOx),得到的纳米复合物用癌细胞膜进行包覆,从而获得具有同源靶向功能的纳米颗粒TiO2@MnO2-GOx@C。在二氧化锰和GOx存在下,该纳米颗粒在肿瘤部位通过一系列的反应将肿瘤部位的葡萄糖转化为氧气,既切断了肿瘤组织处的能量供应,在X射线的照射下,TiO2又会与产生的氧气反应生成更多的活性氧,实现了放疗联合饥饿治疗的目的,从而提高了癌症放疗的效果,具有良好的应用前景。

关键词：癌症光动力学治疗放射治疗饥饿治疗二氧化锰纳米反应器葡萄糖氧化酶癌细胞膜活性氧结合治疗

结直肠癌细胞膜伪装的仿生型脂质体的构建及作用机制研究

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结直肠癌细胞膜伪装的仿生型脂质体的构建及作用机制研究

作者：黄婷文丽电子科技大学

学位级别：硕士

结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是国内外最常见的癌症之一,5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil,5-Fu)作为CRC一线治疗中的主要化疗药物之一,存在体内分布缺乏特异性和诱导耐药的缺点,使得其疗效和安全性并不理想。5-Fu诱导耐药的机制为诱导肿... 详细信息

结直肠癌(Colorectal cancer,CRC)是国内外最常见的癌症之一,5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil,5-Fu)作为CRC一线治疗中的主要化疗药物之一,存在体内分布缺乏特异性和诱导耐药的缺点,使得其疗效和安全性并不理想。5-Fu诱导耐药的机制为诱导肿瘤细胞发生自噬,因此,采用自噬抑制剂从理论上可克服5-Fu耐药,从而提高疗效。课题组前期自主合成了自噬抑制剂羟氯喹(Hydroxychloroquine,HCQ)的前体药物羟氯喹亚麻酸酯(Acid ester of hydroxychloroquine and linolenic acid,AHQ),提高了肿瘤细胞对药物的摄取,AHQ对CRC细胞(HT-29)表现出最佳的天然靶向性,同时,AHQ与5-Fu联用的体内外研究结果表现出协同抗CRC效果。但AHQ水溶性较差,半衰期(t1/2)短,无法实现抗肿瘤长效治疗。以癌细胞膜(Cancer cell membrane,CCM)为基础的仿生纳米系统显示出强大的肿瘤归巢靶向能力及良好的生物相容性,脂质体(Liposomes,LPs)可以改善疏水性药物的水溶性,从而提高抗肿瘤疗效和安全性。本研究将AHQ负载于CCM与LPs融合形成的仿生型纳米递药系统(CCM-AHQ-LPs)中,改善AHQ的溶解性,延长其循环作用时间,实现肿瘤细胞内靶向递送药物与最佳抗肿瘤活性。实验方法:1.基于高效液相色谱技术建立AHQ含量测定方法。采用薄膜水化法制备AHQ-LPs,通过单因素考察筛选出最优制备工艺,并对AHQ-LPs进行制剂学系统评价。2.采用试剂盒提取HT-29细胞膜,通过BCA、SDS-PAGE定量CCM蛋白浓度及完整性。3.通过超声法将CCM包覆在AHQ-LPs上以制备CCM-AHQ-LPs,并对其进行制剂学系统评价。4.采用香豆素6对LPs进行荧光标记,利用激光共聚焦扫描显微镜(Confocal laser scanning microscope,CLSM)考察CCM与LPs的共定位,HT-29细胞对CCMLPs的摄取、内吞机制及CCM-LPs的溶酶体逃逸能力。5.采用CCK-8法考察CCM-LPs的安全性以及5-Fu分别联合AHQ、AHQLPs、CCM-AHQ-LPs对HT-29细胞活性的影响。6.通过平板克隆、划痕实验考察5-Fu分别联合AHQ、AHQ-LPs、CCM-AHQLPs对HT-29细胞增殖和迁移的影响。7.通过流式细胞术考察5-Fu分别联合AHQ、AHQ-LPs、CCM-AHQ-LPs对HT-29细胞周期和凋亡的影响。8.利用荧光探针DCFH-DA检测5-Fu分别联合AHQ、AHQ-LPs、CCM-AHQLPs对HT-29细胞产生活性氧水平的影响。实验结果:1.成功制备得到AHQ-LPs(粒径:108.47±0.42nm、Zeta电位:21.2±2.04 m V、AHQ包封率:80.42±1.01%)和CCM-AHQ-LPs(粒径:124.97±7.88nm、Zeta电位:-21.97±0.21m V、AHQ包封率:87.55±1.58%)。AHQ-LPs和CCM-AHQ-LPs显示出良好的体外释放特性。AHQ-LPs和CCM-AHQ-LPs在5天内的存放稳定性良好。体外溶血实验显示AHQ-LPs和CCM-AHQ-LPs均不会引起红细胞溶血。***完整性实验结果显示CCM和CCM-LPs能保留HT-29细胞上的大部分蛋白,CCM与LPs共定位实验结果显示CCM在LPs上的成功包覆。***-8实验结果验证了CCM-LPs的生物安全性,在与5-Fu联合给药时,AHQ、AHQ-LPs和CCM-AHQ-LPs对HT-29细胞显示出剂量和时间依赖性的抑制活性,而CCM-AHQ-LPs对HT-29细胞显示出最强的抑制作用。4.细胞摄取结果显示与HCT116和MCF-7细胞相比,HT-29细胞对HT-29来源的CCM-LPs表现出最高的摄取水平。LPs及CCM-LPs均通过细胞膜穴样介导的内吞作用进入细胞。CCM-LPs具有溶酶体逃逸能力。5.平板克隆、划痕实验结果显示,5-Fu与CCM-AHQ-LPs联用组对HT-29细胞的增殖、迁移能力表现出最佳抑制作用。6.5-Fu分别与AHQ-LPs和CCM-AHQ-LPs联用时均会引起HT-29细胞G0/G1期及S期阻滞,而游离药物组(5-Fu+AHQ)会引起HT-29细胞G0/G1期阻滞。5-Fu与AHQ联用会诱导HT-29细胞晚期凋亡率提高。7.氧化应激结果显示,与游离药物组(5-Fu+AHQ)相比,5-Fu与CCM-AHQLPs联用组促进HT-29细胞产生活性氧水平的能力最强。实验结论:本实验成功构建了具有良好制剂学特性和肿瘤归巢靶向性的CCM-AHQ-LPs,与5

关键词：羟氯喹亚麻酸酯结直肠癌癌细胞膜脂质体

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顺铂与小鼠艾氏腹水肝癌细胞膜的相互作用

生物化学杂志 1992年第5期8卷 583-586页

作者：陈宝卫王夔北京医科大学无机化学教研室北京100083 天然药物与仿生药物国家重点实验室北京100083

本文研究了顺铂对小鼠艾氏腹水肝癌细胞膜蛋白内源性荧光的淬灭作用和测定了其在膜上的结合量。结果表明顺铂能与癌细胞膜结合。按存在两类结合部位,得到表观结合常数和结合部位数为: K_1=1.35×10~5L/mol n_1=6.80×10^(-4)mol/g(prote... 详细信息

本文研究了顺铂对小鼠艾氏腹水肝癌细胞膜蛋白内源性荧光的淬灭作用和测定了其在膜上的结合量。结果表明顺铂能与癌细胞膜结合。按存在两类结合部位,得到表观结合常数和结合部位数为: K_1=1.35×10~5L/mol n_1=6.80×10^(-4)mol/g(protein) K_2=2.50×10~3L/mol n_2=1.92×10^(-3)mol/g(protein)

关键词：顺铂癌细胞膜荧光淬灭

顺铂与癌细胞膜相互作用的电子自旋共振自旋标记研究

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北京医科大学学报 1991年第4期23卷 321-323页

作者：陈宝卫王夔杨正红高梅北京医科大学无机化学教研室北京医科大学天然药物与仿生药物国家重点实验室

本文使用马来酰亚胺自旋标记技术研究抗癌药物顺铂与小鼠L1210白血病细胞和艾氏腹水肝癌细胞膜的相互作用,表明顺铂可以作用于癌细胞膜影响膜巯基结合部位。提示顺铂作用使癌细胞膜表面蛋白质构象改变。

关键词：顺铂癌细胞膜自旋标记

等离子体与癌细胞膜相互作用的分子动力学模拟研究

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等离子体与癌细胞膜相互作用的分子动力学模拟研究

作者：王梓宸山东大学

学位级别：硕士

癌症作为威胁人类生命健康的重要因素,传统的治疗方式副作用明显,近年来等离子体辅助癌症治疗方式的临床应用带来了新的曙光。大气压低温等离子体（Cold Atmospheric Plasma,CAP）能够在常温开放的环境中产生并与人体组织直接接触,其内... 详细信息

癌症作为威胁人类生命健康的重要因素,传统的治疗方式副作用明显,近年来等离子体辅助癌症治疗方式的临床应用带来了新的曙光。大气压低温等离子体（Cold Atmospheric Plasma,CAP）能够在常温开放的环境中产生并与人体组织直接接触,其内部高密度的活性氧（Reactive Oxygen Species,ROS）和活性氮（Reactive Nitrogen Species,RNS）等活性粒子在其中发挥重要作用,能够保证正常细胞的存活的同时选择性凋亡癌细胞。相关实验研究将此机制归结于癌细胞内RONS活性粒子浓度的特异性升高,但由于实验诊断手段的限制,等离子体活性粒子与癌细胞膜相关作用的微观机制尚不清楚。本文基于经典分子动力学方法,对CAP与癌细胞膜相互作用的微观过程进行模拟,以揭示等离子体RONS活性粒子选择性穿透癌细胞膜的内在机理。与正常细胞膜相比,癌细胞膜的胆固醇含量更低并且膜上的水通道蛋白倾向于过表达。因此本文研究CAP自身电场效应在细胞膜上电穿孔的作用以及胆固醇含量对电穿孔效果的影响,研究癌细胞膜上水通道蛋白（Aquaporin,AQP）的过表达对于CAP中RONS跨膜运输的影响,从原子层面揭示等离子体活性粒子选择性穿透癌细胞膜的微观机理。本文主要内容包括以下两个方面:（1）研究CAP自身电场效应对癌细胞膜结构的改变效果以及膜内胆固醇含量对电穿孔效果的影响。在纳秒脉冲电场作用下,随着外加电场强度的上升,平均穿孔形成时间呈指数型下降。在皮秒脉冲电场作用下,穿孔时间同样呈指数型下降趋势,但皮秒脉冲的电穿孔效果弱于纳秒脉冲。电穿孔形成时间与脉冲频率呈正相关,频率越低的脉冲电场穿孔效果越强。为解释上述趋势,分析模型内水分子平均偶极矩的Z轴分量,发现电场对于水分子的极化作用是导致癌细胞膜电穿孔的重要因素。脉冲频率上升,相应电场作用下水分子的平均偶极矩下降,电场对水分子的极化作用减弱,导致电穿孔程度的下降。针对细胞膜内胆固醇含量对电穿孔效果影响展开研究,随着模型内胆固醇含量的上升,平均穿孔形成时间存在明显上升趋势,并且穿孔电场电场阈值呈近似线性上升,这与相关实验研究结果一致。胆固醇含量低的癌细胞膜更容易在CAP电场效应的作用下形成电穿孔,从而促进RONS活性粒子的跨膜运输。（2）研究癌细胞膜上水通道蛋白过表达对于RONS跨膜运输的影响。模拟活性氧ROS（H2O2、HO2、OH、O2）与活性氮RNS（NO、NO2）六种活性粒子在纯磷脂双分子层以及AQP1-磷脂双分子层两种模型上的跨膜行为。AQP1单体模型的通道半径及通道中水分子密度分布结果与实验测量值一致。单体通道内ar/R区域与NPA区域是起过滤作用的主要区域。活性粒子的分布主要是由分子与水形成的氢键数目以及分子空间构型决定。亲水性ROS（H2O2、HO2、OH）主要分布于水层内,疏水性的ROS（O2）与RNS（NO、NO2）能够在磷脂层内部实现浓度的积累。AQP1的加入使得六种活性粒子的分布更加深入,尤其是亲水性ROS,能够在氢键的作用下与ar/R区域充分接触并产生氧化作用。虽然H2O2、HO2、OH的氧化特性使得单体通道半径产生轻微影响,但渗透速率仍在合理范围内。亲水性ROS在AQP1嵌入后自由能明显下降,倾向于通过AQP1实现跨膜运输,而疏水性ROS与RNS倾向于通过磷脂双分子层进入胞内。相比于HO2和NO2,OH与NO的自由能屏障更低,表明这些自由基更可能通过单体通道进入细胞内部实现浓度提升。癌细胞膜上过表达的AQP1能够明显提升亲水性ROS的跨膜效率,导致胞内RONS活性粒子浓度的提升。综上所述,本文通过经典分子动力学模拟,从癌细胞膜与正常细胞膜在胆固醇含量与水通道蛋白表达两方面入手,研究大气压低温等离子体活性粒子选择性穿透癌细胞膜的微观机理,结果表明癌细胞膜的低胆固醇含量、水通道蛋白过表达的特性导致了 CAP活性粒子选择性跨膜运输,最终造成癌细胞内部活性粒子浓度的升高。这为等离子体选择性灭活癌细胞提供了微观解释与理论支撑,有助于临床治疗中CAP辅助癌症治疗方式的进一步发展。

关键词：大气压低温等离子体癌细胞膜分子动力学模拟电穿孔水通道蛋白